高中物理 1.3 电场强度课时作业 新人教版选修31.doc

电场强度基础达标1关于电场线的以下说法中，正确的是()a电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同b沿电场线的方向，电场强度越来越小c电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大d顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变【解析】电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同，a错误；沿电场线方向，其疏密变化情况未知，所以电场强度大小不能判定，电荷的受力情况也不能判定，所以b、d错误；故只有c正确【答案】c2(多选)关于电场线的特征，下列说法中正确的是()a如果某空间中的电场线是曲线，那么在同一条电场线上各处的场强不相同b如果某空间中的电场线是直线，那么在同一条电场线上各处的电场强度相同c如果空间中只存在一个孤立的点电荷，那么这个空间中的任意两条电场线都不相交；如果空间中存在两个以上的点电荷，那么这个空间中有许多电场线相交d电场中任意两条电场线都不相交【解析】电场线是形象描述电场的物理量，根据电场线的特点可判断a、d正确【答案】ad3在电场中某点引入电量为q的正电荷，这个电荷受到的电场力为f，则()a在这点引入电量为2q的正电荷时，该点的电场强度将等于b在这点引入电量为3q的正电荷时，该点的电场强度将等于c在这点引入电量为2e的正离子时，则离子所受的电场力大小为2ed若将一个电子引入该点，则由于电子带负电，所以该点的电场强度的方向将和在这一点引入正电荷时相反【解析】电场强度是描述电场的力的性质的物理量，它是由产生电场的电荷以及在电场中各点的位置决定的，与某点有无电荷或电荷的正负无关，所以排除选项中的a、b、d，而电场力feq不仅与电荷在电场中的位置有关，还与电荷q有关，该题中根据场强的定义式可知该点的场强大小为e，则正离子所受的电场力大小应为fe2e2e，故选项c正确【答案】c4(多选)把质量为m的正点电荷q，在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是()a点电荷运动轨迹必与电场线重合b点电荷的速度方向，必定和所在点的电场线的切线方向一致c点电荷的加速度方向，必与所在点的电场线的切线方向一致d点电荷的受力方向，必与所在点的电场线的切线方向一致【解析】明确受力方向和加速度方向与合力的方向的关系正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，电场线如果是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故a选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与电场力方向不再一致(初始时刻除外)，故b选项不正确；而点电荷的加速度方向，也即电荷所受电场力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故c、d选项正确【答案】cd5图中a、b是两个点电荷，它们的电荷量分别为q1、q2，mn是ab连线的中垂线，p是中垂线上的一点下列哪种情况能使p点场强方向指向mn的右侧()aq1、q2都是正电荷，且q1|q2|cq1是负电荷，q2是正电荷，且|q1|q2|【解析】q1、q2产生的电场在p点叠加，利用矢量的合成按各项给出情况画出p点的合场强方向，可以判断答案为b.【答案】b6下列选项中的各圆环大小相同，所带电荷量已在图中标出，且电荷均匀分布，各圆环间彼此绝缘坐标原点o处电场强度最大的是()【解析】对于a项的情况，根据对称性，圆环在坐标原点o处产生的电场方向为左下方，且与横轴成45角，大小设为e；对于b项的情况，两段圆环各自在o点处产生的场强大小均为e，方向相互垂直，然后再进行合成，合场强为e；对于c项的情况，同理，三段圆环各自在o处产生的场强大小均为e，合场强为e；而d项的情况中，合场强为零，故b项正确【答案】b7.a、b是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以给定初速度从a点沿电场线运动到b点，其速度时间图象如图所示则在图中这一电场可能是()【解析】由题中速度时间图象可知，微粒的速度减小而加速度增大，电场力做负功，带负电的微粒由高电势向低电势处运动，且电场线越来越密，可知，选项a正确，选项b、c、d错误【答案】a8.如图所示，在边长为l的正方形四个顶点a、b、c、d上依次放置电荷量为q、q、q和q的点电荷，求正方形中心o点的电场强度【解析】由对称性原理可知：若正方形四个顶点处均放置相同电荷量的电荷，则中心o点的场强为零，因此可把d点的电荷q等效为两部分：q和2q.q和另外三个点电荷在中心o点的合场强为零，2q在中心o点的场强为e故正方形中心o点的场强大小为e，方向沿od连线由o指向d.【答案】，方向沿od连线由o指向d9.竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场，其电场强度为e.在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖直方向成角时小球恰好平衡，此时小球与右板相距为b，如图所示，请问：(1)小球所带的电荷量是多少？(2)若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？【解析】(1)由于小球处于平衡状态，对小球受力分析如图所示ftsinqe，ftcosmg.由得tan，故q.(2)法一：由第(1)问中的方程知ft，而剪断丝线后，小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等，故剪断丝线后小球所受重力、电场力的合力等于.小球的加速度a，小球由静止开始沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它运动的位移为x，又由xat2，t .法二：小球在水平方向的分运动为匀变速直线运动，用牛顿第二定律得ax则baxt2得t .【答案】(1)(2) 能力提升1(多选)用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点的强弱如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：o是电荷连线的中点，e、f是连线中垂线上相对o对称的两点，b、c和a、d也相对o对称则()ab、c两点场强大小和方向都相同ba、d两点场强大小相等，方向相反ce、o、f三点比较，o的场强最强db、o、c三点比较，o点场强最强【解析】由对称性可知，b、c两点场强大小和方向均相同，a正确；a、d两点场强大小相同，方向也相同，b错误；在两电荷连线的中垂线上，o点场强最强，在两点电荷连线上，o点场强最弱，c正确【答案】ac2如图所示，一个带负电的油滴以初速v0从p点斜向上进入水平方向的匀强电场中，倾斜角45，若油滴到达最高点时速度大小仍为v0，则油滴最高点的位置在()ap点的左上方 bp点的右上方cp点的正上方 d上述情况都可能【解析】当油滴到达最高时，重力做了负功，要使油滴的速度仍为v0，需电场力做正功，又油滴带负电，因而c点应在p点左侧【答案】a3.如图在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电荷量的大小都是q1；在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电荷量的大小都是q2，q1q2.已知六边形中心o点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条()ae1be2ce3de4【解析】本题主要考查电场的叠加，作出a、c、b、d四个点电荷在o点的场强方向如图中ea、ec、eb、ed，由几何知识得ea、ec的夹角为120，故ea、ec的矢量和大小eaceaec，方向如图，eb、ed的夹角也为120，eb、ed的矢量和大小为ebdebed，方向如图，又由点电荷形成的电场的场强公式ek和q1q2，得eacebd，所以eac和ebd矢量和的方向只能是图中e2的方向，故b正确【答案】b4两块靠近的平行金属板a、b分别带上等量异种电荷后，在两板间就形成了大小、方向均相同的匀强电场，如图所示若在a、b之间放入一个带电荷量为q的液滴，液滴恰好处于静止状态若液滴质量为m，则这一匀强电场的场强大小e和液滴所带电荷的电性分别为()a.mg/q、负电 bmg/q、正电cq/mg、负电 dq/mg、负电【解析】平衡条件：qemge，力方向和场强方向相反所以带负电，故a正确【答案】a5.如图所示，m、n为两个等量同种电荷，在其连线的中垂线上的p点(离o点很近)由静止释放一点电荷q(负电荷)，不计重力，下列说法中错误的是()a点电荷在从p到o的过程中，加速度越来越大，速度也越来越大b点电荷在从p到o的过程中，加速度越来越小，速度越来越大c点电荷运动到o点时加速度为0，速度达到最大值d点电荷越过o点后，速度越来越小，加速度越来越大，直到点电荷速度为0【解析】两点电荷在o点电场强度刚好等大反向，合电场强度为0，电荷q在o点所受的力为0，加速度为0，而由图知，从o点往上、往下一小段位移内电场强度越来越强，加速度也就越大从两侧往o点运动过程中，静电力与运动方向相同，物体做加速运动，故o点速度最大综上所述，只有选项a错误【答案】a6.如图所示，在绝缘的光滑水平面上有a、b两个点电荷，a带正电，b带负电，电量都是q，它们之间的距离为d.为使两电荷在电场力作用下都处于静止状态，必须在水平方向加一个匀强电场当两电荷都处于静止状态时，(已知静电力常量为k)求：(1)匀强电场的电场强度；(2)ab连线的中点处的电场强度；(3)若撤去匀强电场，再在ab连线上放置另一点电荷，a、b仍能保持静止状态吗？请简要讨论说明【解析】(1)b对a的库仑力：fbak，a电荷保持静止状态有：fbaqe，解得匀强电场的场强e，方向水平向左(2)a电荷在中点处产生的场强eak，方向水平向右，b电荷在中点处产生的场强ebk，方向水平向右，故连线中点处的场强eeaebe，